背景技術(shù)

　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)水環(huán)境污染在不斷加劇，農(nóng)村的生活污水污染環(huán)境問(wèn)題也日趨嚴(yán)峻。從太湖、滇池污染治理過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)得知，只關(guān)注城市生活廢水和工業(yè)廢水治理是不夠的，只有城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村的大部分污水同時(shí)都得到了治理，我國(guó)水環(huán)境才可得到根本性的改善和保護(hù)。

　　傳統(tǒng)的分散型污水處理工藝有：化糞池、沼氣池、氧化塘、土地處理、一體化氧化溝等。近年來(lái)，也有套用城市或工業(yè)污水生化處理或物化處理技術(shù)，如采用UASB(上流式厭氧污泥床)、SBR(序批式生物反應(yīng)器)、膜生物反應(yīng)器和地埋式接觸氧化池等來(lái)處理分散型生活污水，雖然也取得了良好的處理效果，但是，都由于投資大、能耗高、運(yùn)行費(fèi)用高、管理難度大等原因，難以推廣應(yīng)用。為尋求流程簡(jiǎn)單、投資節(jié)省、管理方便，適合分散式生活污水特點(diǎn)的處理方式，國(guó)內(nèi)諸多學(xué)者作了很多有益的探索研究，概括起來(lái)多采用一級(jí)生物處理加人工濕地組合技術(shù)。包括：①人工復(fù)合生態(tài)床;②地埋式無(wú)動(dòng)力厭氧處理;③厭氧/跌水充氧接觸氧化/人工濕地組合工藝;④脈沖多層復(fù)合濾料生物濾池/人工濕地(PBF/CW);⑤自回流生物轉(zhuǎn)盤與水生植物濾床組合技術(shù);⑥塔式蚯蚓生態(tài)濾池-人工濕地系統(tǒng)等，但現(xiàn)行的這些工藝技術(shù)仍然存在這樣或那樣的問(wèn)題，敘述如下：

　　人工復(fù)合生態(tài)床：許多工程實(shí)踐表明，單一的濕地系統(tǒng)污染物去除能力有 限，且表面流濕地夏季的蚊蠅孳生、臭味飄散問(wèn)題，潛流濕地的填料堵塞問(wèn)題都未能得到有效解決。

　　地埋式無(wú)動(dòng)力厭氧處理：公開(kāi)號(hào)CN2476549公開(kāi)了一種埋地式無(wú)動(dòng)力生活污水凈化器，包括污水進(jìn)口、凈水出口和處理池。處理池包括殼體和三層直立結(jié)構(gòu)，層是沉淀區(qū);二層是水解澄清區(qū);三層是生物化學(xué)處理區(qū)。但地埋式無(wú)動(dòng)力厭氧處理技術(shù)(UUAR)對(duì)NH4+-N去除能力有限，有時(shí)出水氨氮濃度還高于進(jìn)水濃度，這顯然是系統(tǒng)缺了好氧過(guò)程，反硝化未能朝預(yù)期方向進(jìn)行。

　　厭氧/跌水充氧接觸氧化/人工濕地組合工藝：該工藝雖然流程簡(jiǎn)單，動(dòng)力消耗小，有較好的污染物去除效果，但跌水充氧接觸氧化過(guò)程存在構(gòu)筑物設(shè)施占地面積大，與環(huán)境不協(xié)調(diào);跌水時(shí)有明顯臭氣隨風(fēng)飄散影響環(huán)境衛(wèi)生，以及跌水充氧能力有限等問(wèn)題。公告號(hào)CN100336745厭氧跌水充氧人工濕地組合污水除磷脫氮方法公開(kāi)了一種厭氧、跌水充氧、人工濕地組合小型污水除磷脫氮方法，該污水處理方法將厭氧發(fā)酵、跌水曝氣和人工濕地相結(jié)合，將污水進(jìn)入進(jìn)料池，然后進(jìn)入?yún)捬醭兀偻ㄟ^(guò)出料池經(jīng)水泵提升進(jìn)入跌水充氧接觸氧化池，后進(jìn)入人工濕地，跌水充氧接觸氧化池設(shè)置成二池到四池串連形式。該方法的缺點(diǎn)是跌水時(shí)有明顯臭氣隨風(fēng)飄散影響周邊環(huán)境。

　　脈沖多層復(fù)合濾料生物濾池/人工濕地(PBF/CW)：脈沖多層復(fù)合濾料生物濾池系統(tǒng)占地面積小，并且克服了跌水充氧系統(tǒng)存在的飄散臭味影響環(huán)境問(wèn)題，但脈沖多層復(fù)合濾料生物濾池系統(tǒng)仍然存在充氧能力有限，不能滿足在較高有機(jī)負(fù)荷時(shí)，因水中溶解氧不足，自養(yǎng)菌硝化作用減弱而影響氨氮去除率。公開(kāi)號(hào)CN1872738公開(kāi)了一種利用人工濕地處理生活污水的方法與裝置，

　　自回流生物轉(zhuǎn)盤與水生植物濾床組合技術(shù)：與上述幾種方法比，自回流生物轉(zhuǎn)盤與水生植物濾床組合技術(shù)系統(tǒng)有較高的污染物容積負(fù)荷和良好的脫氮除 磷效果，但因生物轉(zhuǎn)盤為運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制線路以及運(yùn)行管理相對(duì)復(fù)雜，動(dòng)力消耗也更大，在農(nóng)村地區(qū)推廣應(yīng)用有一定的難度。

　　塔式蚯蚓生態(tài)濾池-人工濕地系統(tǒng)：采用蚯蚓生態(tài)濾池-人工濕地系統(tǒng)處理農(nóng)村生活廢水雖然有較好的污染物去除效果，尤其是對(duì)氨氮有較強(qiáng)的去除能力(氨氮去除率可維持在82%左右，)氨氮去除負(fù)荷可達(dá)27g/(m2·d)。公開(kāi)號(hào)CN101284705公開(kāi)了一種處理生活污水的塔式蚯蚓生態(tài)池，公開(kāi)號(hào)CN101121570公開(kāi)了一種蚯蚓強(qiáng)化人工濕地處理生活污水的方法與裝置。公開(kāi)號(hào)CN1320568公開(kāi)了一種生活污水的微生物-蚯蚓生態(tài)濾池水處理系統(tǒng)，采用符合生態(tài)學(xué)組成食物鏈聯(lián)結(jié)的微生物-蚯蚓生態(tài)濾池。但蚯蚓生態(tài)濾池布水與若干交替運(yùn)行的工作方式在管理上有一定難度，以及淘汰的蚯蚓后期處置、濾床清理、冬季蚯蚓床保溫等問(wèn)題目前均未有效解決。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明將厭氧、射流充氧、生物氧化和人工濕地等工藝單元結(jié)合在一起，對(duì)生活污水進(jìn)行了厭氧、好氧和濕地生態(tài)三級(jí)處理，可有效地對(duì)生活污水除磷脫氮，出水穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

　　實(shí)現(xiàn)本發(fā)明工藝流程所用的設(shè)施主要有：厭氧池、調(diào)節(jié)池、水泵、射流充氧脈沖布水器、生物滴濾塔、集水箱、人工濕地。

　　射流充氧脈沖布水器如圖2所示，由水射器(7);脈沖水箱(6);時(shí)間控制器(3);電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4);布水器(5)所組成。水射器有進(jìn)入污水的污水入口(1)、進(jìn)入空氣的空氣入口(2)和進(jìn)入脈沖水箱(6)的噴射口;脈沖水箱(6)的脈沖放水由時(shí)間控制器(3)控制，由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)執(zhí)行;布水器為多孔板或多孔管。射流充氧脈沖布水器對(duì)厭氧出水充氧，為后續(xù)的好氧過(guò) 程提供預(yù)充氧處理。

　　滴濾塔進(jìn)行好氧生物降解，滴濾塔設(shè)計(jì)成2～3層，有通風(fēng)孔，內(nèi)置陶瓷填料，降解后的廢水在塔底水箱收集，水箱有沉淀池功能，回流水與脫落的生物膜由底部返回厭氧調(diào)節(jié)池，出水進(jìn)入人工濕地。滴濾塔采用射流充氧脈沖布水器的時(shí)控脈沖布水，可提高滴濾塔復(fù)氧效果，且布水均勻，無(wú)動(dòng)力消耗。

　　本發(fā)明工藝流程：

　　1、收集的生活廢水直接進(jìn)入?yún)捬醭兀貎?nèi)的厭氧環(huán)境使有機(jī)廢水發(fā)生生物降解;廢水然后流入調(diào)節(jié)池，該池既起調(diào)節(jié)水質(zhì)水量作用，又可使回流水在池內(nèi)發(fā)生反硝化作用。厭氧池與調(diào)節(jié)池為組合結(jié)構(gòu)，設(shè)置在地下，內(nèi)置組合式填料，回流水折向平流。廢水在厭氧調(diào)節(jié)池中進(jìn)行的硝化和反硝化反應(yīng)，廢水中的氮含量大大下降。

　　2、廢水通過(guò)水泵提升，經(jīng)由射流脈沖布水器，*行高壓水射流充氧，射流充氧脈沖布水器對(duì)厭氧出水充氧，為后續(xù)的好氧過(guò)程提供預(yù)充氧處理。經(jīng)噴射器后厭氧出水中溶解氧可增加2～3mg/L，然后射流充氧后的廢水進(jìn)入高穩(wěn)定性能的電子時(shí)間控制脈沖布水器進(jìn)行脈沖布水。射流充氧和脈沖布水在密封環(huán)境中進(jìn)行，可有效防止廢水不良?xì)馕断颦h(huán)境擴(kuò)散。

　　3、經(jīng)射流脈沖布水器充氧后的廢水在滴濾塔進(jìn)行好氧生物降解，滴濾塔設(shè)計(jì)成2～3層，有通風(fēng)孔，內(nèi)置陶瓷填料，具有一定的除磷效果，降解后的廢水在塔底水箱收集，水箱有沉淀池功能，回流水與脫落的生物膜由底部返回厭氧調(diào)節(jié)池，出水進(jìn)入人工濕地。滴濾塔采用時(shí)控脈沖布水，可提高滴濾塔復(fù)氧效果，且布水均勻，無(wú)動(dòng)力消耗。

　　4、出水在人工濕地(6)作進(jìn)一步生物降解，濕地設(shè)計(jì)成潛流式，內(nèi)置適宜的煤渣、石膏、卵石等填料，表層種植蘆葦、香蒲、鳶尾等濕地植物。當(dāng)廢 水流經(jīng)濕地時(shí)，固體物被人工基質(zhì)及濕地植物根系阻攔截留，有機(jī)質(zhì)通過(guò)生物膜的吸附，同化及異化作用而得以去除。因濕地植物根系對(duì)氧的傳遞釋放，濕地床層及其周圍的微環(huán)境中依次呈現(xiàn)出好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，有利于硝化、反硝化作用及微生物對(duì)磷的過(guò)量積累作用，達(dá)到除氮磷的效果，后通過(guò)濕地基質(zhì)的定期更換或植物收割使污染物質(zhì)終從系統(tǒng)中去除。出水穩(wěn)定達(dá)到GB18918-2002標(biāo)準(zhǔn)后外排。